智能插座制造技术

本申请公开了智能插座。本文描述的各种实施方式涉及用于使用一个或更多个智能插座来管理连接到一个或更多个电源的一个或更多个负载的系统、装置和方法。本文描述的装置可以包括被配置为与一个或更多个控制器通信并且响应地连接和断开与其连接的电气负载的智能插座。本文描述的方法可以包括发信号和/或控制一组负载中的一个或更多个负载以连接到一个或更多个电源或从一个或更多个电源断开连接。接。接。

【技术实现步骤摘要】
智能插座
[0001]本申请是申请日为2017年11月15日、申请号为201711128364.8、专利技术名称为“智能插座”的专利技术专利申请的分案申请。
[0002]背景
[0003]一些电气系统包括一组负载和输入电源，该输入电源有时可能无法供应足够的电力来满足该组负载的总功率需求。在另一种情况下，一些电气网络包括一组负载和多于一个的电源，并且如果一个或更多个电源断开连接，则可能存在由其余电源所供应的功率可能不能满足电气网络中负载的总功率需求的风险。
[0004]例如，用户的处所(例如，房屋或办公室)可以连接到主电网以及替代电源，诸如备用储存设备(诸如电池、飞轮、电容器和/或超级电容器)或可再生能源系统。当发生诸如主电网停电的事件时，或者主电网供应的电力中断的其他紧急情况，可能存在系统可能产生的功率低于电器所需的功率的风险。在这样的系统中，对某些电器保持供电可能是至关重要的。例如，在房屋或办公室中，在发生这样的事件的期间，生命支持系统、冰箱或安全相机将继续工作可能是至关重要的，而跑步机、电视机或微波炉可根据用户的优先级而断开连接以节约电力。
[0005]因此，可能需要在数个负载之间的智能优先配电系统。
[0006]概述
[0007]下面的概述仅用于说明的目的，而不旨在限制或约束详细描述。
[0008]本文公开的特征可以包括用于在可用功率可能低于与负载相关联的总功率(例如，负载所需的功率)的情况下或在可能存在需要考虑诸如能量学或财力限制的其他考量的时候根据优先级标签断开负载的方法。
[0009]除了使用术语“订户的处所”之外，特征的描述可以使用例如房屋或办公室的示例。在所有情况下，这些示例都是非限制性的，并且可以用任何其他处所来替换。
[0010]本文公开的特征可以采用用于根据优先级标签、可用功率、可用能量、成本和/或功率需求中的一个或更多个来切换电力负载的方法和装置。
[0011]说明性特征可以包括使用“智能插座”，例如具有通信和/或控制能力的电插座，其被配置为从由电插座提供的电力电源连接和断开负载。
[0012]在说明性电气系统中，一组电力负载可以电连接或可连接到一个或更多个电力电源。例如，除了一个或更多个替代电源(例如，光伏电源、储存设备、电池、风车、燃料电池、飞轮等)之外，包括数十个电器的家庭可以连接或可连接到电网。替代电源可以用作减少从电网消耗的功率的辅助电源。另外或可选地，替代电源可以用作备用电源，其确保在电网断电期间对电力负载的持续供电。
[0013]在一个或更多个特征内提及的光伏(PV)源和PV发生器可以是PV电池、PV串、PV子串、PV电池板、PV电池板的阵列和/或PV瓦(shingles)。
[0014]在一个或更多个特征内提及的功率转换器和/或转换器可以是逆变器、微逆变器、电荷泵转换器、AC/DC转换器和/或DC/DC转换器。
[0015]根据本文公开的特征，可从输入电源生成的功率可低于操作可连接到电气网络的
电力负载可能需要的功率。在这种情况下，可能存在负载中的一些或全部可能无法正常工作的风险。根据优先级标签从电气网络断开负载中的一个或更多个可以减少负载的总功率需求，并且允许可能仍然连接到电气网络的其余负载接收足够的功率以正常工作。
[0016]根据本文公开的特征，由电源生成的功率可足以支持在有限时间内操作可连接到电气网络的所有电力负载所需的功率。在这种情况下，在这段有限时间之后可能存在负载中的一个或更多个负载可能无法正常工作的风险。从电气网络断开负载中的一个或更多个负载可以降低负载所需的总功率，从而降低从电源汲取的能量的速率并且延长电源可以向关键负载适当地提供功率的时间段。
[0017]根据本文公开的特征，由电源生成的功率可能足以支持操作可连接到电气网络的电力负载中的全部或大部分电力负载所需的功率，但是能量的价格在某一时间段内可能较高。例如，一些公用事业电网特色为动态定价模式，其中从电网中汲取电力的成本可能根据一天的进程而变化。在这种情况下，人们可能希望降低从电源消耗的功率，直到价格降低。从电气网络断开负载中的一些可以降低负载的总功率需求，并且可能在能源价格较高的时间段期间降低电力成本。
[0018]一些特征可能针对上面提到的一些或所有的限制，即功率不足、能量不足和/或成本高。
[0019]根据本文公开的特征，可以根据可分配给每个负载或负载组的优先级标签来做出哪些负载连接到电气网络以及哪些负载断开连接的决定。根据本文公开的特征，如果具有较低优先级的负载可能已经断开，则可以断开高优先级负载。
[0020]根据本文公开的特征，用户可以根据用户偏好手动设置每个负载或负载组的优先级，以及根据本文公开的特征，设置优先级可以是可被编程来设置优先级的计算机自动执行的过程。
[0021]例如，电源可以向负载供应电力，并且在发电不足的情况下(即，当负载可能需要的功率比电源可能产生的功率更高时)，可以断开一些负载以便降低负载所需的功率来确保负载中的至少一些负载可以正常工作。
[0022]根据本文公开的特征，可以支持电气网络的不同元件之间的通信以允许信息的共享，以便优化负载的管理。系统管理单元可以与开关电路通信以控制负载的连接和断开。根据本文公开的特征，系统管理单元可以直接与负载进行通信以更新优先级。通信可以经由多种方法进行(例如，电力线通信或其他有线或无线通信方法)。
[0023]在特征的一个或更多个特征内引用的电源可以包括主电网、微电网、电池、燃料电池、可再生能源(诸如光伏系统、风力涡轮机、水轮机等)以及具有发电用途或结果的任何其他系统。在几乎所有情况下，都有可能用另一个电源来替换一个电源。因此，尽管在每个特征中可能作为示例给出一种类型的电源，但是特征可以包括这些前述电源中的每一个。
[0024]在特征的一个或更多个特征内引用的电连接可以根据实现电力通过其的流动的目的在插座、入口(inlets)、插头，插接口(sockets)、电线、变压器或任何其他设备之间变化。
[0025]在特征的一个或更多个特征内引用的开关可以是具有两个或更多个端子的并且可以允许或阻断电流从一个端子流向其他端子的设备。在仅具有两个端子的开关的情况下，将开关“接通”导致开关允许电流从一个端子流向另一个端子，而将开关“切断”导致开
关阻断电流从一个端子流向另一个端子。应该理解的是，本领域的普通技术人员可以稍微修改本文公开的方法来反转这个定义。这种修改的方法在本文公开的特征的范围内。
[0026]根据说明性的特征，开关电路及其控制可以被设计用于电源之间的负载的快速和有效的切换。一些特征可以包括包含一个或更多个并联连接的开关设备的开关电路。例如，说明性的单刀多掷(SPMT)开关可以使用多个并联连接的分支来实现。每个分支可以包括与机电继电器并联的晶体管(例如，MOSFET
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金属氧化物半导体场效应晶体管，或IGBT
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绝缘栅双极晶体管)。继电器可以提供低稳态电阻，并本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种装置，包括:第一电连接，被配置为连接到一个或多个负载；第二电连接，被配置为经由电力线连接到一个或多个电源，其中所述第二电连接连接到位于房屋表面上或表面中的电力线；开关，联接所述第一电连接和所述第二电连接；与所述一个或多个负载相关联的优先级标签；通信设备，被配置为与主控制器通信；和次级控制器，其中所述次级控制器被配置为基于从所述主控制器接收的指令和所述优先级标签来控制开关，其中，所述一个或多个电源包括交流AC电源或直流DC电源。2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述优先级标签包括电子旋转选择器、双列直插式封装DIP开关、电子滑动选择器或存储在非暂时性计算机可读介质中的数字代码中的至少一个。3.根据权利要求1所述的装置，还包括外壳，其中，所述第一电连接、所述第二电连接、所述开关、所述次级控制器和所述通信设备被封装在所述外壳中，并且其中所述外壳被配置为安装在所述表面上或表面中。4.根据权利要求1所述的装置，其中，所述主控制器和所述开关被放置在控制到所述房屋的电力的配电板附近。5.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第一电连接位于所述表面上。6.根据权利要求1所述的装置，其中，所述次级控制器被配置为测量与所述一个或多个负载相关联的功率需求。7.根据权利要求1所述的装置，其中，所述次级控制器被配置为:(i)从所述主控制器接收信息，(ii)将所述信息与所述优先级标签进行比较，以及(iii)基于所述比较来控制所述开关。8.根据权利要求1所述的装置，其中，所述通信设备被配置为通过电力线通信PLC进行通信。9.根据权利要求2所述的装置，其中，所存储的数字代码的值被配置为基于所述一个或多个负载的操作状态而动态改变。10.根据权利要求1所述的装置，还包括测量设备，用于测量交流电源提供的电压、电流或功率中的至少一个。11.根据权利要求1所述的装置，其中，所述装置被并入到配电板中。12.一种系统，包括:多个第一电连接，被配置为连接到一个或多个负载；多个第二电连接，被配置为经由电力线连接到一个或多个电源，其中所述第二电连接连接到房屋表面上或表面中的电力线；多个开关，联接所述多个第一电连接和所述多个第二电连接；与所述一个或多个负载相关联的优先级标签；通信设备，被配置为与主控制器通信；和次级控制器，其中所述次级控制器被配置为基于从所述主控制器接收的指令和所述优
先级标签来控制所述多个开关中的至少一个开关。13.一种系统，包括:第一电连接，被配置为连接到一个或多个负载；第二电连接，被配置为经由电力线连接到一个或多个电源，其中，所述第二电连接连接到位于房屋表面上或表面中的电力线；多个开关，联接所述第一电连接和所述第二电连接；与所述一个或多个负载相关联的优先级标签；通信设备，被配置为与主控制器通信；和次级控制器，其中所述次级控制器被配置成基于从主控制器接收的指令和所述优先级标签来控制所述多个开关。14.一种系统，包括:第一电连接，被配置为连接到一个或多个负载；第二电连接，被配置为经由电力线连接到一个或多个电源，其中，所述第二电连接连接到位于房屋表面上或表面中的电力线；开关，联接所述第一电连接和所述第二电连接；与所述一个或多个负载相关联的优先级标签；被配置为设置所述优先级标签的组件，其中所述优先级标签是基于所述组件的状态来确定的；通信设备，被配置为与主控制器通信；和次级控制器，其中所述次级控制器被配置为基于从所述主控制器接收的指令和所述优先级标签来控制所述开关，其中所述组件包括电子旋转选择器、DIP开关、电子滑动选择器或存储在非暂时性计算机可读介质中的数字代码中的至少一个。15.一种装置，包括:第一电连接，被配置为连接到一个或多个负载；第二电连接，被配置为经由电力线连接到一个或多个电源，其中，所述第二电连接连接到位于房屋表面上或表面中的电力线；断路器，连接到所述第二电连接；开关，联接所述第一电连接和所述断路器；与所述一个或多个负载相关联的优先级标签；通信设备，被配置为与主控制器通信；和次级控制器，其中所述次级控制器被配置为基于从主控制器接收的指令和所述优先级标签来控制所述开关。16.一种系统，包括:第一电连接，被配置为连接到一个或多个负载；第二电连接，被配置为经由电力线连接到电气储存设备，其中所述第二电连接连接到房屋表面上或表面中的电力线；开关，联接所述第一电连接和所述第二电连接；与所述一个或多个负载相关联的优先级标签；通信设备，被配置为与主控制器通信；和
次级控制器，其中所述次级控制器被配置为基于从主控制器接收的指令和所述优先级标签来控制所述开关，其中，所述电气储存设备包括电池、燃料电池或飞轮中的至少一个。17.一种方法，包括:测量由电源提供的功率；使用一个或多个智能插座测量从所述电源接收功率的一个或多个负载的功率需求；响应于确定所述一个或多个负载的功率需求大于阈值，通过改变所述电源的幅度和频率中的至少一个，向所述一个或多个智能插座中的智能插座的控制器发信令，其中所述阈值与所提供的功率相关；和基于所述信令断开所述一个或多个负载，其中使用连接到所述控制器的开关来执行所述断开。18.一种方法，包括:由系统控制设备确定主电网是否连接到至少一个智能插座；当所述系统控制设备确定所述主电网连接到至少一个智能插座时，广播第一信号以使所述至少一个智能插座将至少一个负载连接到所述主电网；和当所述系统控制设备确定所述主电网没有连接到所述至少一个智能插座时，广播第二信号以使所述至少一个智能插座将至少一个负载从所述主电网断开。19.一种方法，包括:由系统控制设备确定主电网是否连接到至少一个智能插座；由所述至少一个智能插座确定由所述至少一个智能插座配置的负载优先级；当所述主电网被连接时，由所述系统控制设备广播第一信号，其中所述第一信号被配置为基于所述负载优先级将所述至少一个智能插座设置为接通状态；和当所述主电网被断开时，由所述系统控制设备广播第二信号，其中所述第二信号被配置为基于所述负载优先级将所述至少一个智能插座设置为切断状态。20.一种系统，包括第一装置和第二装置，所述第一装置包括:第一电连接，被配置为连接到一个或多个第一负载；第二电连接，被配置为经由电力线连接到一个或多个电源，其中所述第二电连接连接到位于房屋表面上或表面中的电力线；第一开关，联接所述第一电连接和所述第二电连接；与一个或多个第一负载相关联的第一优先级标签；第一通信设备，被配置为与第一主控制器通信；和第一次级控制器，其中所述第一次级控制器被配置为基于从所述主控制器接收的指令和所述第一优先级标签来控制所述第一开关；和所述第二装置包括:第三电连接，被配置为连接到一个或多个第二负载；第四电连接，被配置为经由电力线连接到一个或多个电源...

【专利技术属性】
技术研发人员：Y戈林，G塞拉，伊兰约瑟考维奇，A菲谢尔夫，
申请(专利权)人：太阳能安吉科技有限公司，
类型：发明
国别省市：